• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Biologi
    Hur många gener krävs för att lära sig? Lärdomar från havssniglar
    Havssnigeln *Aplysia californica*, eller kalifornisk havshare, har blivit en modellorganism för att studera inlärning och minne. Forskning på denna relativt enkla varelse har gett viktiga insikter i den genetiska och neurala grunden för inlärning, inklusive upptäckten att ett litet antal gener är tillräckligt för att förvärva och behålla minne.

    Tidiga studier på *Aplysia* fokuserade på ett enkelt beteendeparadigm som kallas "habituation", där djuret lär sig att ignorera en upprepad stimulans. När en havssnigel vidrör sin sifon (ett litet utdragbart rör som används för att andas) drar den normalt tillbaka sin gäl. Men om stimulansen upprepas flera gånger, slutar snigeln gradvis att svara. Denna tillvänjningsprocess kan vändas genom att presentera en starkare stimulans, vilket indikerar att minnet av tillvänjningen inte är permanent.

    Genetiska studier av tillvänjning i *Aplysia* identifierade flera gener som är väsentliga för inlärning och minne. En av nyckelgenerna är *CREB-1* (cAMP-responselementbindande protein 1), som kodar för en transkriptionsfaktor som reglerar uttrycket av andra gener. CREB-1 aktiveras av en signalkaskad som utlöses av signalsubstansen serotonin, som frigörs när havssnigeln berörs. Aktivering av CREB-1 leder till produktion av flera proteiner som krävs för bildning och lagring av minne.

    En annan viktig gen involverad i inlärning och minne i *Aplysia* är *APL-1* (Aplysia learning-related gen 1), som kodar för ett protein som är lokaliserat till synapserna mellan neuroner. APL-1 tros spela en roll för att stärka synaptiska kopplingar under inlärning, en process som kallas långsiktig potentiering (LTP). LTP anses vara en cellulär mekanism för minneslagring.

    Förutom dessa två nyckelgener har flera andra gener varit inblandade i inlärning och minne i *Aplysia*, inklusive gener involverade i signaltransduktion, transkription, translation och proteinsyntes. Det totala antalet gener som krävs för dessa processer är dock relativt litet, vilket tyder på att inlärning och minne kan uppnås med en begränsad genetisk repertoar.

    Resultaten från studier om *Aplysia* ger viktiga insikter om den molekylära grunden för inlärning och minne. Även om havssnigeln är en relativt enkel organism, kommer mekanismerna för inlärning och minne som har upptäckts i *Aplysia* sannolikt att bevaras över arter, inklusive människor. Att förstå den genetiska och neurala grunden för inlärning och minne i enkla organismer som *Aplysia* kan därför bidra till utvecklingen av behandlingar för minnesstörningar och andra neurologiska tillstånd.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com